[发明专利]一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法

说明书

一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法，该装置包括进料装置，鼓泡气化段，二级燃烧段，末级燃烧段及旋风分离装置。有机固体颗粒经进料装置送入鼓泡气化段，同时通入空气与有机固体颗粒接触发生气化反应，生成气化气及灰渣，气化气依次送入二级燃烧段及末级燃烧段并与空气充分混合发生低氧燃烧反应形成烟气，烟气中夹杂的未完全反应固体颗粒由隔尘板隔离降至末级燃烧段底部，经高温机械返料装置送至鼓泡气化段再次进行气化反应，剩余烟气送入旋风分离器再次除尘后送入后续能量回收及烟气处理系统。本发明能在满足有机固体颗粒燃烧热效率的前提下，可大幅减少NO_x、SO_x及飞灰产生量，降低炉体高度，进而减少后续投资及运行费用。

技术领域

本发明属于能源利用与环保技术领域，具体涉及一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法。

背景技术

有机物种类繁多，产量巨大。将其直接燃烧会由于局部温度过高而产生大量的SO_x、NO_x、飞灰及重金属污染，带来的结果是尾气处理费用极高，如何实现装置内污染物的脱除是解决此问题的关键。

对于有机固体颗粒而言，其理想的燃烧装置为流化床结构，流化床包括聚式流化跟散式流化，散式流化的流化过程比较均匀，颗粒均匀的分布，如目前应用较广的循环流化床，聚式流化颗粒分布不均匀，颗粒中有大的气泡状的空隙存在，又叫鼓泡流化床，常规循环流化床高度较高，产灰量大，常规鼓泡流化床压降压降波动大，气体和固体的接触不好。

发明内容

为克服现有生产工艺的不足，本发明提供了一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法，其结合了聚式流化跟散式流化的双重优势，可实现过程污染物低排放的目标，另一方面又大幅降低了炉体高度，方便其在工业上应用。

本发明的技术方案：

一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，该装置包括进料装置1，鼓泡气化段2，二级燃烧段3，末级燃烧段4及旋风分离装置5；

所述的进料装置1出口通入鼓泡气化段2；

所述的鼓泡气化段2底部设有气化介质进口6，布风装置7及排渣装置8；鼓泡气化段2顶部出口通入二级燃烧段3；

所述的二级燃烧段3内设有二燃介质进口9，二级燃烧段3出口通入末级燃烧段4；

所述的末级燃烧段4顶部设有尾燃介质进口10，底部设有高温机械返料装置11，高温机械返料装置11与鼓泡气化段2相通；二级燃烧段3与末级燃烧段4、末级燃烧段4与旋风分离装置5之间均设有隔尘板12，末级燃烧段4烟气出口通入旋风分离装置5；

所述的旋风分离装置5顶部设有能量回收及烟气处理装置13，底部设有灰出口14；

整套装置高温反应区域均设有耐火保温板15；

布风装置7与各个燃烧阶段燃烧截面的比例关系为1:2.5～1:5。

进一步地，末级燃烧段4分为两段，总高度是二级燃烧段3高度的两倍；两段之间设有隔尘板12，两段底部呈锥型，锥型底部是高温机械返料装置11；

进一步地，所述的高温机械返料装置11位于布风装置7与进料装置1出口之间。

一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应方法，步骤如下：

Ⅰ低温气化阶段：有机固体颗粒与脱硫剂经进料装置1送入鼓泡气化段2，与来自气化介质进口6的空气接触后发生气化反应，生成气化气及灰渣，气化气送入二级燃烧段3，灰渣通过排渣装置8排出；整个气化反应过程中有机固体颗粒介于快速流化与鼓泡流化状态之间，气化温度维持在500-800℃之间，有机固体颗粒内蕴含的大部分硫会留存于灰渣中；